(57)【要約】      （修正有）【課題】木漏れ日の形状を可変可能とし、太陽光下だけでない場所に自在に木漏れ日のようなものを作ることができる投影光学装置を提供する。【解決手段】表示面Ｘ、投影光学系Ｌ、投影光学系による結像面Ｙよりなり、軸上主光線ＰＲ１、軸外主光線ＰＲ２、軸上Ｆｎｏ．光線ＦＲ１、軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２を示している。このとき内側軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２は、光軸方向に向かっている。これにより、ピンホールＨを軸上主光線ＰＲ１と内側軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２との交点に配置することにより、表示面のすべての像高からの光線がピンホールＨを通過することが可能となり、表示像Ｉ１は投影像Ｉ２として結像することになる。このとき投影光学系による結像面Ｙ上にもＩ１の像が結像している。【選択図】図５
2006146112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示部と、投影光学系を備え、
前記投影光学系が以下の条件式を満たし、
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
投影光学系の結像距離の２倍以上の位置にピンホールを配したことを特徴とする投影光学装置。
【請求項２】
前記画像表示部は画像変調素子であり、さらに画像処理装置を有することことを特徴とする請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項３】
前記ピンホールが、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項４】
投影光学装置の投影光学系の前面に設置する付加光学系で、
前記投影光学系と前記付加光学系の合成光学系が以下の条件式
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
を満たすことを特徴とする付加光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は投影光学系を有する投影光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  晴れた日に森の中を歩くと、木漏れ日を見る事が出来る。この木漏れ日は、いわゆる光源の光をピンホールなどで一部遮光した漏れ光ではなく、ピンホールカメラの原理で太陽の形を投影したものである。すなわち木漏れ日の形が丸いのは、太陽の形をそのまま投影しているからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、太陽の形は不変であり、木漏れ日の形状を可変するということは不可能である。また太陽光下でしか、木漏れ日を見る事が出来なかった。【０００４】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、木漏れ日の形状を可変可能とし、また太陽光下だけではない場所に、自在に木漏れ日のようなものを作ることをを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記目的を達成するため、本発明による投影光学装置は、画像表示部と、投影光学系を備え、前記投影光学系が以下の条件式を満たし、
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
投影光学系の結像距離の２倍以上の位置にピンホールを配したことを特徴とする。
また、本発明による投影光学装置は、前記画像表示部は画像変調素子であり、さらに画像処理装置を有することことを特徴とする。
また、本発明による投影光学装置は、前記ピンホールが、複数設けられていることを特徴とする。
また上記目的を達成するため、本発明による投影光学装置は、投影光学装置の投影光学系の前面に設置する付加光学系で、前記投影光学系と前記付加光学系の合成光学系が以下の条件式
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】  本発明によれば、木漏れ日の形状を可変可能とし、また太陽光下だけではない場所に、自在に木漏れ日のようなものを作ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
図１は、従来例における投影光学装置の原理図を示している。投影光学装置は、表示面Ｘ、投影光学系Ｌ、投影光学系による結像面Ｙよりなり、軸上主光線ＰＲ１、軸外主光線ＰＲ２、軸上Ｆｎｏ．光線ＦＲ１、軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２を示している。図２は、図１にピンホールＨを配置したことを示す図である。図２では２つのピンホールＨを配置しているが、右側のピンホールでは軸上光線は通過しているが、軸外光線は通過していない。また左側のピンホールでは軸外光線は通過しているが、軸上光線は通過していない。すなわち表示面Ｘを表示面としたピンホール画像は形成できないことを示している。【０００８】  図３は、従来例における投影光学装置の原理図を示している。詳細は図１と同様である。図４は投影光学系による結像面Ｙよりも遠い側にピンホールを配置している。すなわち結像後の光線を用いようとする場合である。この場合も図２と同様に、左側のピンホールでは軸上光線は通過しているが、軸外光線は通過していない。また右側のピンホールでは軸外光線は通過しているが、軸上光線は通過していない。すなわち表示面Ｘを表示面としたピンヒール画像は形成できないことを示している。【０００９】  図５は本発明の投影光学装置の原理説明図を示している。投影光学装置は、表示面Ｘ、投影光学系Ｌ、投影光学系による結像面Ｙよりなり、軸上主光線ＰＲ１、軸外主光線ＰＲ２、軸上Ｆｎｏ．光線ＦＲ１、軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２を示している。このとき内側軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２は、光軸方向に向かっている。これにより、ピンホールＨを軸上主光線ＰＲ１と内側軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２との交点に配置することにより、表示面のすべての像高からの光線がピンホールＨを通過することが可能となり、表示像Ｉ１は投影像Ｉ２として結像することになる。このとき投影光学系による結像面Ｙ上にもＩ１の像が結像している。【００１０】  これを図６を用いて数式で示す。内側軸外Ｆｎｏ．光線ＦＲ２は、光軸方向に向かうためには、投影画角α、射出側軸外Ｆｎｏ．角度βとしたときに、
２β−α−β  ＝  β−α  ＞  ０
になればよい。【００１１】  このとき、ピンホールを配置する場所は図７により、投影光学系Ｌと投影光学系による結像面Ｙとの距離Ｓ１の２倍の距離よりも遠くに配置することにより、表示面Ｘからの表示像をピンホール画像Ｉ２として結像させることができる。【００１２】  図８はピンホールＨを軸上以外においてもピンホール画像Ｉ２を結像させることを示す図である。図９、図１０は、投影光学系Ｌと投影光学系による結像面Ｙとの距離Ｓ１の２倍の距離よりも遠くに配置した場倍でもピンホール画像Ｉ２を結像させることを示す図である。【００１３】  以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】    図１１、図１２は、実施玲１の投影光学装置の要部を斜視図で示したものである。投影光学装置は、表示面Ｘ、投影光学系Ｌ、ピンホールＨよりなり、その先にピンホール画像面を有する。図１１は表示面Ｘに、何も表示していない状態である。図１２は表示面Ｘに文字  “あ”  を表示した例である。表示面Ｘに表示された画像Ｉ１は、投影光学系Ｌを通して、不図示の投影光学系による結像面Ｙを結像した後、ピンホールＨを通してピンホール画像面にピンホール画像Ｉ２を結像する。投影光学系Ｌは
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
を満たしている。ピンホールＨは、投影光学系Ｌと投影光学系による結像面Ｙとの距離Ｓ１の２倍の距離よりも遠くに配置することによりピンホール画像を投影することが出来る。表示面Ｘは後述する画像変調素子であり、画像処理装置により、自在な画像を表示できるようになっている。【００１５】    図１３は、実施例２にかかる投影光学装置の要部を斜視図で示したものである。ピンホールＨのピンホールが複数であること以外は、図１１、図１２と同じである。ピンホールの数、場所に応じて、ピンホールＨを通してピンホール画像面にピンホール画像Ｉ２を結像する。ピンホールＨを通してピンホール画像面にピンホール画像Ｉ２を結像する。投影光学系Ｌは
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
を満たしている。ピンホールＨは、投影光学系Ｌと投影光学系による結像面Ｙとの距離Ｓ１の２倍の距離よりも遠くに配置することによりピンホール画像を投影することが出来る。表示面Ｘは後述する画像変調素子であり、画像処理装置により、自在な画像を表示できるようになっている。【００１６】  図１４は、本発明専用に設計された投影光学装置のブロック図を示す。投影光学装置は投影レンズ、画像変調素子、画像処理装置、操作部、電源、画像データよりなり、自在な画像を表示できるようになっている。投影レンズ１は
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
を満たしている。不図示のピンホールを、投影光学系Ｌと投影光学系による結像面Ｙとの距離Ｓ１の２倍の距離よりも遠くに配置することによりピンホール画像を投影することが出来る。【００１７】  図１５は、既存の投影光学系（プロジェクターなど）に、付加レンズを付加することにより本発明を達成するものである。既存の投影光学装置は投影レンズ１、画像変調素子、画像処理装置、操作部、電源、画像データよりなり、自在な画像を表示できるようになっている。付加レンズである投影レンズ２を設置することにより、投影レンズ１と投影レンズ２の合成で
β−α＞０
β：レンズの明るさであるＦ値による射出側角度
α：投影画角
を達成している。不図示のピンホールを、投影光学系Ｌと投影光学系による結像面Ｙとの距離Ｓ１の２倍の距離よりも遠くに配置することによりピンホール画像を投影することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  従来の原理を示す図である。
【図２】  従来の原理での木漏れ日を示す図である。
【図３】  従来の原理を示す図である。
【図４】  従来の原理での木漏れ日を示す図である。
【図５】  本発明の原理を示す図である。
【図６】  本発明の原理の詳細を示す図である。
【図７】  本発明の原理の詳細を示す図である。
【図８】  本発明の一実施形態を示す図である。
【図９】  本発明の一実施形態を示す図である。
【図１０】  本発明の一実施形態を示す図である。
【図１１】  本発明の一実施形態を示す図で、表示画像がない状態を示す図である。
【図１２】  本発明の一実施形態を示す図で、表示画像がある状態を示す図である。
【図１３】  本発明の一実施形態を示す図で、表示画像があり、かつピンホールが複数空いている状態を示す図である。
【図１４】  本発明の一実施形態を示すブロック図で、投影レンズが最適化された状態示す図である。
【図１５】  本発明の一実施形態を示すブロック図で、付加レンズが設置された状態示す図である。
【符号の説明】
【００１９】Ｌ          投影光学系
Ｘ          表示面
Ｙ          投影光学系による結像面
ＰＲ１      軸上主光線
ＰＲ２      軸外主光線
ＦＲ１      軸上Ｆｎｏ．光線
ＦＲ２      軸外内側Ｆｎｏ．光線
Ｈ          ピンホール
Ｉ１        表示像
Ｉ２        投影像
【図１】
2006146112.tif 000003
【図２】
2006146112.tif 000004
【図３】
2006146112.tif 000005
【図４】
2006146112.tif 000006
【図５】
2006146112.tif 000007
【図６】
2006146112.tif 000008
【図７】
2006146112.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006146112.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006146112.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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